Question

2．接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進(jìn)行：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6KJ/mol
（1）該反應(yīng)450℃時的平衡常數(shù)大于500℃時的平衡常數(shù)（填“大于”“小于”或“等于”）．
（2）該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是在450℃時，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應(yīng)生成2molSO₃氣體時放出的熱量為196.6KJ．
（3）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，半分鐘后達(dá)到平衡，測得容器中含SO₃ 0.18mol，則v（O₂）=0.036 mol•L^-1•min^-1；若繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，則平衡向正反應(yīng)方向移動（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”），再次達(dá)到平衡后，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，放熱反應(yīng)則相反；
（2）熱化學(xué)方程式應(yīng)注明反應(yīng)熱的測定條件、聚集狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值、單位、符號，其化學(xué)計量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量；
（3）化學(xué)反應(yīng)速率的定義求出氧氣的速率；根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素來判斷平衡移動方向，利用極限法求出再次達(dá)平衡后n（SO₃）的范圍．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，放熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，450℃時的平衡常數(shù)大于500℃時的平衡常數(shù)，
故答案為：大于；
（2）熱化學(xué)方程式表明化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式，反應(yīng)熱的測量與溫度有關(guān)，應(yīng)注明溫度，各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱也不相同，應(yīng)注明聚集狀態(tài)，+190kJ表示放出190kJ的熱量，該熱化學(xué)方程式的意義是：在450℃時，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應(yīng)生成2molSO₃氣體時放出的熱量為196.6KJ，
故答案為：在450℃時，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應(yīng)生成2molSO₃氣體時放出的熱量為196.6KJ；
（3）當(dāng)生成0.18molSO₃時，參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
        1        2
        x      0.18mol
x=$\frac{0.18mol×1}{2}$=0.09mol
v（O₂）=$\frac{\frac{0.09mol}{5L}}{0.5min}$=0.036mol．L^-1•min^-1；
繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器內(nèi)壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動；
用極限法求出n（SO₃）的范圍，
假設(shè)平衡不移動，此時n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假設(shè)0.40molSO₂完全生成SO₃，根據(jù)反應(yīng)方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，n（SO₃）=0.4mol，
所以再次達(dá)到平衡時，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol．                                   
故答案為：0.036；向正反應(yīng)方向；0.36；0.40．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的計算、化學(xué)平衡的影響因素及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷等知識，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡及其影響因素，明確化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．